Настоящее исследование проводилось на территории города Казани с доминирующим аэрогенным поступлением металлов от значительного количества стационарных и передвижных источников загрязнения, вызывающих специфические и неспецифические отклики у населения. Использование современных математических методов, способов оценки отклика биологических объектов на антропогенное воздействие, химико-аналитических исследований содержания металлов, позволило выделить источники поступления и определить пороговые концентрации металлов в различных компонентах урбоэкосистемы по верхней границе приемлемых концентраций их содержания в биосубстратах детей-подростков. В результате нами предложена и апробирована методология расчета пороговых концентраций эссенциальных и токсичных металлов в снежном покрове и почвах г. Казани, не приводящих к повышению их региональных референсных значений в крови и волосах детей–подростков.
Статья опубликована в № 3 за 2020 год DOI: 10.25750/1995-4301-2020-3-023-028
Просмотров: 28
Агроэкологическое обоснование применения микроэлементных удобрений при возделывании яровой пшеницы
В.И. Лазарев, Ж.Н. Минченко, А.Я. Башкатов
Раздел: Агроэкология
В результате проводимых в 2017-2019 гг. исследований установлена высокая эффек-тивность и экологическая целесообразность применения комплексных удобрений с микро-элементами Аквадон – Микро, МикроФид Комплекс и Новоферт на посевах яровой мягкой пшеницы на черноземных почвах Курской области. Обработка семян комплексными удобрениями с микроэлементами в сочетании с двукратным опрыскиванием посевов в фазе «кущение» и фазе «начало выхода в трубку» повышала урожайность яровой пшеницы на 0,57 – 0,75 т/га, или 14,7 – 19,4%, содержание сырой клейковины в зерне – на 1,8 – 2,0%, в сравнении с контролем. Лучшие экономические показатели при возделывании яровой пше-ницы обеспечивало применение комплексного удобрения с микроэлементами Аквадон-Микро. Обработка семян (2,0 л/т) и двукратная обработка посевов в фазе кущения (2,0 л/га) и фазе начало выхода в трубку (2,0 л/га) увеличивала стоимость валовой продукции на 7500 руб/га, величину условно чистого дохода на 6170,0 руб/га, уровень рентабельности – на 22,2%, способствовала снижению себестоимости 1 т зерна на 626,86 руб. Экономическая эффективность комплексных удобрений с микроэлементами Новоферт и МикроФид Комплекс при аналогичных способах внесения была практически равной и несколько ниже эффективности микроэлементного удобрения Аквадон–Микро: стоимость валовой продукции от их использования повышалась на 5700 – 5800 руб/га, величина условно чистого дохода – на 4942-4770 руб/га, уровень рентабельности - на 18,9 – 17,9%, при сниже-нии себестоимости 1 т зерна на 541,62 – 513,93 руб.
Статья опубликована в № 3 за 2020 год DOI: 10.25750/1995-4301-2020-3-154-160
Просмотров: 10
Оптимизация полевых севооборотов, как фактор сохранения почвенного плодородия и экологизации земледелия
Л.М. Козлова, Е.Н. Носкова, Ф.А. Попов
Раздел: Агроэкология
Одно из главных условий экологического земледелия - внедрение биологизированных полевых севооборотов. В длительном стационарном опыте (1982-2017 гг.) по изучению различных видов полевых севооборотов в условиях Кировской области исследованы биологическая активность почвы (методом разложения льняных полотен), токсичность почвы (методом проростков), продуктивность севооборотов. Установлено, что на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве деятельность целлюлозоразлагающих микроорганизмов зависит от погодных условий вегетационного периода, вида севооборота, предшественника, наличия органического вещества, агрофизических свойств почвы. В специализированных зерновых севооборотах деятельность целлюлозоразлагающих микроорганизмов была достоверно ниже, чем в севооборотах с 50%-ным насыщением бобовыми культурами, сидеральными парами, внесением органических удобрений. Разложение клетчатки под бобовыми и пропашными культурами оценивалось по шкале Д.Г. Звягинцева от «сильной» до «очень сильной». Токсичность почвы повышалась в зерновых севооборотах, превышая 20%. В биологизированных севооборотах при внесении органических удобрений почва была не токсична (0-6%). Самый низкий процент непроросших семян отмечен в почве чистого и сидерального паров. Продуктивность севооборотов зависела от систем удобрений и состава культур и в среднем по севооборотам была на уровне 3,96-5,69 тыс. корм. ед.
Урбанизированные экосистемы Арктического пояса являются важнейшим примером расселения инвазивных видов живых организмов в местообитания, ранее для них не свойственные. В связи с этим урбанизированные арктические экосистемы изучены в контексте биологических инвазий и трансформации локальных природных сообществ в антропогенные. Установлено, что трансформация флор и сообществ микромицетов происходит во многом из-за смены гидротермического режима при физическом нарушении почвенного покрова, что является нередким последствием урбанизации (строительство, добыча полезных ископаемых). Урбаногенные флоры являются достаточно устойчивыми и конкурентно способными. Индексы альфа- и бетаразнообразия сообществ микроорганизмов коренным обрзаом отличаются в техногенных и природных почвах, что во многом связано с наличием инвазивных видов. Разнообразие микроорганизмов в урбанизированных экосистемах также возрастает в связи антропогенным и орнитогенным переносом, сообщества оказываются довольно устойчивыми и нередко несут в себе саниатрно-гигиенические риски, связанные с патогенностью. Интенсификация туризма, транспортной активности и рост урбанизации приводят к сильной трансформации локальных фаун. За счёт урбанизированных территорий ряд видов расширили ареал вплоть до северных границ суши Евразии, что играет важнейшую роль в формировании трофических цепей и способствует изменению экосистем в целом.
Выращивание сеянцев хвойных деревьев в искусственных условиях является перспективным направлением
для решения проблемы восполнения лесных массивов. Одним из лучших агротехнических приёмов для адаптации
растений к искусственным условиям считается микоризация почвы. Формирование микоризы, представляющей
симбиоз мицелия гриба и корней высшего растения, приводит к улучшению физиолого-биохимического состояния
растений, что способствует их приживаемости и росту.
Цель работы – отработка методики выделения и подготовки культуры базидиомицетов для микоризации почвы.
В процессе работы провели выделение и культурально-морфологическую оценку мицелия из базидиомицетов
Tricholoma equestre, Lactarius rufus, Suillus bovinus. Отработали режимы гомогенезации выделенного мицелия грибов,
которым планировалось обрабатывать почву при выращивании сеянцев хвойных деревьев в искусственных условиях.
Оптимальным оказался режим 8000 об./мин в течение 2 мин, который приводил к достоверному увеличению
содержания в суспензии жизнеспособного грибного мицелия.
Экспериментальным путём определили оптимальное количество фрагментов мицелия в единице объёма
исследуемых грибов в пивном сусле для внесения в почву – от 101
до 104
жизнеспособных пропагул на 1 г почвы.
Раздел: Мониторинг антропогенно нарушенных территорий
В работе обобщены результаты тридцатилетних стационарных исследований зональных природных и антропо-
генно нарушенных биогеоценозов (БГЦ) на основе естественных экосистем и их компонентов в провинции Вятско-
Камской возвышенности. Сочетание в иерархическом ряду природных, природно-антропогенных и антропогенных
объектов является хорологической основой экологического мониторинга. Проведён анализ структуры региональных
экосистем и использования биоресурсов в изменяющихся природно-климатических и антропогенных условиях.
Благодаря выявленным параметрам структурно-функциональной организации БГЦ и их ёмкости установлен
(в цифровых значениях) тренд преобразований тайги в смешанные и омоложенные леса. Процесс преобразования
сопровождается увеличением кальция в природных объектах и компонентах среды к югу региона и подтверждает
изменения биогеохимического круговорота таёжного типа, влекущего за собой снижение способности восстанав-
ливать и поддерживать естественное количество воды на водосборе Камского бассейна и его агрегаций, и климата
в целом. Вместе с тем, эмерджентность, динамичное функционирование БГЦ и прогноз их развития открывает
инновационные и инвестиционные перспективы для эффективного природопользования и развития региона.
Ключевые слова: природно-антропогенные объекты, биологическая продуктивность, прогнозирование экологических рисков и безопасности
Статья опубликована в № 3 за 2020 год DOI: 10.25750/1995-4301-2020-3-091-096
Просмотров: 19
Эколого-токсикологическая оценка процесса биоремедиации нефтезагрязнённой почвы
Совместное применение консорциума микроорганизмов-деструкторов и сорбента в нативном и наноразмерном виде позволяет обеспечить скорость деструкции нефтяного загрязнения на более высоком уровне по сравнению с использованием каждого компонента по отдельности. Бентонит и нанобентонит не только сорбируют углеводороды, но и являются источником минерального питания для автохтонной микрофлоры, улучшая структуру почвы. Нанобентонит при меньшей в 10 раз дозе внесения способствует повышению эффективности очистки загрязненной почвы по сравнению с бентонитом в нативной форме. Входящие в состав консорциума микроорганизмы-деструкторы (Achromobacter insolitus, Achromobacter xylosoxidans и Pseudomonas stutzeri) активно встраиваются в естественную популяцию, адаптируются и начинают эффективно разлагать углеводороды, используя их в качестве питания и энергии.
На европейском северо-востоке России происходит расширение ареала Lycopodiella inundata. В подзоне средней тайги Республики Коми в 2017-2018 годах выявлены четыре новых местонахождения вида. Локальные популяции L. inundata приурочены к антропогенным экотопам, бедным и кислым песчаным или торфяным субстратам, условиям переменного увлажнения. Обязательными спутниками вида являются Drosera rotundifolia L. и Juncus filiformis L., мхи из родов Sphagnum L. и Polytrichum Hedw. Анализ палеогеографической истории вида позволил отнести его к аллохтонному элементу флоры региона. Из-за редкости Lycopodiella inundata в европейской части ареала, мы включили его в новое издание Красной книги Республики Коми с охранным статусом категории 3 (редкий). Спорофит L. inundata представляет собой споровый вариант многолетнего растения с однолетней побеговой системой. Размножается вид преимущественно вегетативным путем посредством естественной зимней морфологической дезинтеграции. Все местообитания вида расположены вне сети особо охраняемых природных территорий республики и находятся под угрозой разрушения. Лимитирующими факторами для вида также являются его узкая экологическая амплитуда, низкая конкурентоспособность, неустойчивость к нарушениям гидрологического режима.
Ключевые слова: Lycopodiella inundata, Европейский Северо-Восток России, Республика Коми, флора, редкие охраняемые виды растений.
Представлены результаты комплексной оценки качества и безопасности сложного компоста на основе листового опада и почвогрунта. Листовой опад компостировался отдельно (сложный компост), а также с добавлением почвообразующей породы – супеси, торфа и песка (почвогрунт). В качестве контроля отобрана нативная почва (урбанозём). Контроль токсичности грунтов осуществляли химическими и биологическими (биоиндикации и биотестирования) методами. Установлено, увеличение количества представителей отрядов Julida sp. и Geophilomorpha в сложном компосте, по сравнению с нативной почвой. Отмечено уменьшение числа особей Armadillidium vulgare в сложном компосте, по сравнению с нативной почвой, что является признаком неблагополучного химического и физического состояния компоста. В качестве тест–объектов растений выбраны: огурцы (Cucumis sativus), томаты (Solanum lycopersicum), редис (Raphanus sativus), кресс-салат (Lepidium sativum). На листьях огурца наблюдался хлороз, что может быть вызвано высоким рН почвогрунта, переизбытком в нем меди и цинка. Выявлены возбудители фитоспороза (оомицет – Phytophthora infestans (Mont.) de Bary) и ризоктиниоза (Rhizoctonia solani (J.G. Kühn)) томатов. Фитотест показал ингибирование прорастания семян редиса и кресс–салата в исследуемых субстратах.
Содержание гумуса, во всех изученных объектах относится к высокому уровню, однако, обогащённость гумуса азотом относится к низкому уровню. Концентрация Cd в исследованных субстратах превышает ОДК в 7–10 раз, Cu и Pb в 2–4 раза. Ртуть в данных субстратах не обнаружена. Изученный сложный компост не рекомендуется использовать для выращивания овощных культур без проведения мероприятий по уменьшению общей токсичности. Компост и почвогрунт могут быть использованы в качестве субстрата для газона и выращивания декоративных культур.
Статья опубликована в № 3 за 2020 год DOI: 10.25750/1995-4301-2020-3-133-139
Просмотров: 8
Экологические аспекты организации иммунной системы рептилий
Е.Б. Романова, Е.И. Соломайкин
Раздел: Теоретические проблемы экологии
В обзоре систематизированы данные литературы по формированию стратегий иммунной защиты рептилий к патогенам среды обитания и приведены собственные исследования иммуногематологических показателей ядовитых и неядовитых змей. Рептилии – первые наземные позвоночные эктотермные животные, амниоты. Лимфоидная система рептилий высокоорганизована, лимфомиелоидный комплекс характеризуются гетерогенностью. Защита от ксенобиотиков обеспечивается: неспецифическим (врожденным) и специфическим (адаптивным, приобретенным) иммунитетом. Врожденная система, по сравнению с адаптивными ответами, реагирует более быстро и эффективно. Мощная защита против инфекций представлена антимикробными пептидами: лизоцимами, дефензимами, системой комплемента, набором неспецифических лейкоцитов, формированием воспалительной реакции, с набором цитокин-подобных компонентов. Механизмы адаптивного иммунитета реализуются действием клеточных и гуморальных факторов. Отличительной особенностью рептилий, является ослабленная реакция отторжения чужеродного трансплантата. Гуморальные иммунные ответы осуществляются посредством В-лимфоцитов. Для рептилий известно как минимум два класса иммуноглобулинов, обсуждаются их строение и функции. Отмечены особенности переключения внутриклеточного синтеза иммуноглобулинов с одного изотипа на другой; соматическая рекомбинация генов иммуноглобулинов. Показано, что стратегия иммунной защиты определяется как онтогенетическими особенностями рептилий, так и путем поступления, величиной и длительностью воздействия антигенов, диапазоном внешней температур, сезонностью. Выявлены закономерности иммунного реагирования ядовитых и неядовитых змей к комплексу факторов окружающей среды. Впервые использован иммуногематологический подход для оценки состояния популяции узорчатого полоза Elaphe dione на заповедной территории. В механизмах формирования адаптивной реакции ядовитых и неядовитых змей на популяционном уровне установлена биотопическая и межвидовая изменчивость.